Зачем большие самолеты собирают большие данные: авиация будущего

В прошлом году мир узнал о появлении нового семейства Airbus – A220. На самом деле это творение канадских конструкторов из компании Bombardier – наряду с бразильской Embraer она участвует в малой «дуополии», специализирующейся на реактивных региональных самолетах. В рамках развития ассортимента канадцы попытались втиснуться в так называемый «мидмаркет», нишу между региональными и среднемагистральными лайнерами, и создали две модели – CS100 и CS300. Последняя по своим параметрам уже была сравнима с младшими «среднемагистральниками» Boeing и Airbus. При этом Bombardier удалось добиться впечатляющих эксплуатационных характеристик, в частности, за счет широкого использования композиционных материалов. Однако попытка Bombardier проникнуть с новыми самолетами на американский рынок встретила ожесточенное сопротивление Boeing. Канадцев обвинили в нерыночных методах конкуренции, демпинге и госфинансировании (доля в Bombardier принадлежит правительству канадской провинции Квебек). Boeing пообещал не допустить новые лайнеры в США, пролоббировав запретительные пошлины. Негативную позицию занял в унисон и Embraer.

Выход был найден в создании совместного предприятия Airbus, который имеет прочные позиции в США, и Bombardier. Самолеты были переименованы в A220-100 и A220-300. Сейчас их сборка продолжается в пригороде Монреаля Мирабель, а на следующий год дополнительная линия начнет работу в США, в городе Мобайл (штат Алабама), где уже существует предприятие Airbus. Таким образом, самолет станет «американским» и на него не будут распространяться ввозные пошлины, какими бы они ни были. При этом стоит заметить, что Airbus уже вовсю дорабатывает 220-ю серию. Было объявлено, что максимальный взлетный вес самолетов увеличен на 2,3 т, что дает возможность взять на борт больше топлива и повысить дальность полетов примерно на 800 км. Ситуация интересна тем, что теперь у Airbus есть два лайнера, занимающие практически идентичную нишу, – A220-300 и A319NEO. В компании рассчитывают, что еще долгое время две эти модели могут выпускаться и продаваться параллельно, так как на 319-й есть много заказов на годы вперед, и кто-то из авиаперевозчиков может предпочесть относительно более современный лайнер канадской разработки, а для кого-то будет важнее сохранить унификацию парка в рамках модельного ряда А319-A321.

Еще один «мидмаркет» находится между среднемагистральными самолетами большой вместимости и дальнемагистральными широкофюзеляжными лайнерами. Сейчас в индустрии принято с ностальгией вспоминать Boeing 757-200 – давно снятый с производства, но еще эксплуатируемый «узкофюзеляжник», который может брать на борт до 239 пассажиров и летать на расстояние более 7000 км, что позволяло использовать его даже на трансконтинентальных рейсах. На рынке возникла потребность в лайнере, который мог бы обслуживать рейсы на дальнее расстояние с умеренным пассажиропотоком. Например, летать напрямую между среднего размера городами, расположенными на разных сторонах Атлантики. Boeing даже объявил о перспективах NMA («нового среднеразмерного самолета»).

Предполагается, что это будет что-то вроде «маленького» широкофюзеляжника Boeing 767 (два прохода, семь кресел в ряд), только выполненное на основе современных технологий и с применением композитов. Впрочем, окончательное решение не принято. Airbus в рамках своего «инкрементального» подхода даже в теории ни о каких новых моделях пока не заявляет. К «мидмаркету» европейцы подбираются через создание дальнемагистральных версий самого вместительного из 320-й серии – А321. В марте прошлого года A321LR совершил беспосадочный перелет из Тулузы, где расположена штаб-квартира Airbus, на Сейшелы. Расстояние в 8700 км было преодолено за 11 часов. Доработка до дальнемагистральной версии производилась в основном за счет размещения дополнительных топливных баков в разнообразных полостях конструкции. Объявлено, что в перспективе возможно появление еще более «дальнобойной» версии – A321XLR.«Пошаговые» инновации Airbus нацелены на создание экономичных, экологичных, надежных и комфортных лайнеров.Падение интереса к супервместительным дальнемагистральным лайнерам стало причиной ухода со сцены, пожалуй, самого впечатляющего из созданных в XXI веке самолетов – двухэтажного А380. Это горькая потеря для Airbus, но продолжать выпускать очень дорогой самолет при пустом портфеле заказов не представляется возможным. До последнего момента казалось, что продлить производство помогут контракты с авиаперевозчиками из стран Персидского залива, но по тем или иным причинам подписаны они не были, и в 2021 году последний 380-й покинет сборочную линию в Тулузе. Цеховые помещения и испытательные стенды, построенные для гиганта, будут отданы под расширение производства А350, ставшего флагманом Airbus.

На проходивших в мае этого года в Тулузе Днях инноваций Airbus чаще всего доводилось слышать слова connectivity (подключенность) и Skywise – это бренд, составленный из английских слов sky (небо) и wise (мудрый). Цифровизация, интернет вещей, большие данные, виртуальная реальность, дополненная реальность – все эти явления, конечно же, не могли обойти стороной такую высокотехнологическую отрасль, как авиастроение. Речь идет уже не только о том, что проектирование современных лайнеров происходит с помощью автоматизированных программных средств, а персонал завода тренируют с помощью шлемов VR. Теперь у каждого самолета цифровая жизнь должна продолжаться и после того, как он выкатился из ворот сборочного цеха. И все благодаря той самой «подключенности».

Современный лайнер несет на борту большое количество сенсоров, которые в реальном времени генерируют гигабайты данных. Они фиксируются самописцами, в том числе так называемыми «черными ящиками». Революционная идея заключается в том, чтобы не хранить эти данные втуне, а как можно скорее предоставить для анализа ПО, установленному на наземных серверах. Анализируя этот поток больших данных, программа выявит слабейшие сигналы, которые могут свидетельствовать о грядущих неполадках, и заранее, задолго до того, как проблемы увидит техник с измерительным прибором, указать на источник возможных неприятностей.

Для этого на борту самолетов Airbus устанавливается специальное оборудование под названием FOMAX (на А350 и А380 аналог называется иначе). FOMAX собирает в полете весь массив доступных данных и в ближайшем аэропорту скачивает их на сервер по мобильному интернету. Чтобы иметь такую возможность, Airbus пришлось взять на себя функции виртуального мобильного  оператора и даже выпустить специальную сим-карту World Connect. Она уже работает в 150 странах мира, где у Airbus есть договор с местными провайдерами мобильной связи. Данные мгновенно обрабатываются ПО, после чего выдается заключение о состоянии всех систем лайнера. К 2023 году, как заявляют представители Airbus, у каждого самолета появится виртуальный двойник. Пока его «железный» (или карбоновый?) собрат будет совершать взлеты и посадки, пересекать моря и континенты, двойник проделает все то же самое в виртуальной среде. При этом программа будет следить за тем, отличаются ли данные, поступающие от реального самолета, от данных, генерируемых виртуальным «идеалом». Причины расхождения будут анализироваться.

Сенсоры, генерирующие данные, сообщают о работе двигателей, гидравлики, кондиционеров, других технических систем, но... не только. Airbus представил так называемый «Подключенный салон». Сенсоры предполагается установить на пассажирских креслах, багажных полках, на кухне и на тележках, на которых развозят бортпитание. Это облегчит работу проводников (например, можно будет сразу увидеть на дисплее, кто проигнорировал команду «застегните ремни» или в каком шкафу и в каком количестве лежат бутылки с напитком), но также станет частью сбрасываемых на сервер больших данных для последующего анализа, например, для более точного определения количества бортпитания или оценки заполняемости багажных полок на рейсе.

Гораздо больше пищи для аналитики дадут данные не с одного, а с тысяч самолетов. А еще данные от ремонтных мастерских, поставщиков запчастей, аэропортов, авиакомпаний. Если все это собрать на единой информационно-аналитической платформе, можно будет оптимизировать работу всей отрасли в целом, и каждый поставщик данных окажется в выигрыше. Вот именно такая платформа и создана Airbus в сотрудничестве с американской компанией Palantir. Skywise – это ее название, а в Airbus ее уподобляют пульсирующему сердцу гражданской авиации. Создание такой платформы открывает захватывающие перспективы в сферах безопасности полетов, а также управления пассажиропотоками и воздушным движением.

Революционная цифровизация – это, конечно, не единственное инновационное направление, развиваемое Airbus. Видя одной из главных своих задач снижение вредных выбросов в атмосферу, европейские авиастроители активно работают над проектами гибридных и полностью электрических самолетов. 22 мая Airbus и скандинавские авиалинии SAS подписали меморандум о взаимопонимании. В его центре – планы совместного изучения перспектив адаптации существующей инфраструктуры к приходу летательных аппаратов на электрической тяге. В рамках проекта «городской мобильности» будущего Airbus работает над проектом пассажирского мультикоптера Vahana (о проектах летающих такси мы подробно писали в одном из прошлых номеров). Ведутся исследования в области «бионического» крыла, конструктивно и аэродинамически подражающего крылу птицы. Все эти заготовки «на потом» обязательно пригодятся и, возможно, придут в нашу жизнь раньше, чем мы ожидаем.